DE1642706C3 - Process for the microwave production of guanosine di- and triphosphate - Google Patents
Process for the microwave production of guanosine di- and triphosphateInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur mikrobiellen Herstellung von Guanosindi- und -triphosphat.The invention relates to a process for the microbial production of guanosine di- and triphosphate.
Guanosindiphosphat (GDP) und Guanosintriphosphat (GTP) spielen eine wichtige Rolle beim Stoffwechsel und als biochemische Reagentien sowie als Reagentien mit energiereichen Phosphatbindungen und sind daher für die Herstellung von Arzneimitteln von Bedeutung.Guanosine diphosphate (GDP) and guanosine triphosphate (GTP) play an important role in metabolism and as biochemical reagents and as reagents with high-energy phosphate bonds and are therefore important for the manufacture of pharmaceuticals.
Die Herstellung von GDP und GTP erfolgte bisher durch chemische Synthese oder nach einem enzymatisehen Verfahren auf Hefebasis, bei dem man von Guanosin ausgeht. Die mit diesen bekannten Verfahren erzielbaren Ausbeuten sind jedoch verhältnismäßig gering, so daß eine großtechnische Herstellung von GDP und GTP damit nicht möglich ist. Außerdem hat das bekannte enzymatische Verfahren den Nachteil, daß eine große Menge Hefe erforderlich ist, so daß GDP und GTP aufgrund ihrer kostspieligen Herstellungsverfahren verhältnismäßig teuer sind.The production of GDP and GTP has hitherto been carried out by chemical synthesis or after an enzymatic process Yeast-based process starting with guanosine. Those with this known method achievable yields are relatively low, so that a large-scale production of GDP and GTP is not possible with it. In addition, the known enzymatic process has the disadvantage that a large amount of yeast is required, so GDP and GTP because of their costly manufacturing processes are relatively expensive.
Gegenstand des älteren deutschen Patents 14 45 977 ist ein großtechnisch durchführbares Verfahren, mit dessen Hilfe man auf mikrobiellem Wege durch Züchten der Stämme ATCC 6871 oder 6872 von Brevibacterium ammoniagenes in einem Nährmedium, das einerseits Pantothensäure, Pantothensäuresalz, Pantethein, jS-Alanin oder Coenzym A und andererseits Vitamin Bi oder dessen Salze bzw. diese Substanzen enthaltende Naturstoffe enthält, aus Guanin Guanosinmonophosphat in guten Ausbeuten herstellen kann.The subject of the earlier German patent 14 45 977 is an industrially feasible process with the aid of which can be obtained microbially by growing ATCC 6871 or 6872 strains of Brevibacterium ammoniagenes in a nutrient medium containing on the one hand pantothenic acid, pantothenic acid salt, pantethein, jS-alanine or coenzyme A and on the other hand vitamin Bi or its salts or containing these substances Contains natural substances, can produce guanosine monophosphate from guanine in good yields.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Guanosindiphosphat und Guanosintriphosphat anzugeben, mit dessen Hilfe es möglich ist, diese beiden wichtigen Substanzen auf wirtschaftliche Weise großtechnisch herzustellen.The object of the invention is to provide an improved process for the production of guanosine diphosphate and guanosine triphosphate, with the help of which it is possible to identify these two important substances economical way to produce on a large scale.
Es wurde nun gefunden, daß sich beim Verfahren gemäß Patent 14 45 977 in der Kulturflüssigkeit neben dem Guanosinmonophosphat auch Guanosindiphosphat und Guanosintriphosphat in beträchtlichen Mengen anreichern.It has now been found that in the method according to Patent 14 45 977 in the culture liquid next the guanosine monophosphate also guanosine diphosphate and guanosine triphosphate in considerable amounts enrich.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur mikrobiellen Herstellung von Guanosindiphosphat und -triphosphat durch Züchten der Stämme ATCC 6871 oder 6872 von Brevibacterium ammoniagenes in einem Nährmedium, das neben üblichen Nährstoffen Pantothensäure, Pantothensäuresalze. Pantethein, ^-Alanin <>5 oder Coenzym A, Vitamin Bi oder dessen Salze oder diese Substanzen enthaltenden Naturstoffe sowie Guanin oder Guanosin enthält, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das im Kulturmedium angereicherte Guanosindiphosphat und -triphosphat von dem gleichzeitig gebildeten Guanosinmonophosphat auf an sich bekannte Weise abgetrennt wird.The invention relates to a process for the microbial production of guanosine diphosphate and triphosphate by growing the ATCC 6871 or 6872 strains of Brevibacterium ammoniagenes in one Nutrient medium that contains pantothenic acid and pantothenic acid salts in addition to the usual nutrients. Pantethein, ^ -Alanin <> 5 or coenzyme A, vitamin Bi or its salts or natural substances containing these substances as well Contains guanine or guanosine, which is characterized in that the enriched in the culture medium Guanosine diphosphate and triphosphate from the simultaneously formed guanosine monophosphate on per se known way is separated.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, Guanosindiphosphat und Guanosintriphosphat auf verhältnismäßig einfache Weise in großtechnischem Maßstab unter Erzielung hoher Ausbeuten herzustellen.According to the method according to the invention it is possible to use guanosine diphosphate and guanosine triphosphate to produce in a relatively simple manner on an industrial scale with high yields.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet sich jedes übliche Nährmedium, das eine Kohlenistoffquelle, z.B. Kohlehydrate, wie Glucose, Hydrolyseprodukte von Stärke oder Melassen, eine Stickstoffquelle, wie Harnstoff, Ammoniumchlorid, Ammoniumnitrat, anorganische Salze, wie Kaliumphosphat, Magnesiumsulfat, Calciumchlorid und stickstoffhaltige Naturstoffe, wie Maisquellwasser, Hefeextrakt, Fleischextrakt, Pepton, Caseinaminosäuren, Fischextrakt in geeigneten Mengenverhältnissen enthält. Die Zugabe von Pantothensäure, Pantothensäuresalzen, Pantethein, j3-Alanin oder Coenzym A, Vitamin B| oder dessen Salzen bzw. diese Substanzen enthaltenden Naturstoffen erfolgt zur Stabilisierung des Wachstums der Mikroorganismen und der Fermentation. Guanin oder Guanosin kann dem Nährmedium gleich zu Beginn oder während der Züchtung zugegeben werden. Besonders große Mengen an GDP und GTP werden in der Kühlflüssigkeit angereichert, wenn die Konzentration an dem Nährmedium zugegebenem anorganischem Phosphat, berechnet als PO4, oberhalb 0,4 Gew.-% liegt. Die besten Ergebnisse werden mit PCu-Konzentration zwischen 0,4 und 1,6% erhalten. Während der Fermentation können je nach Bedarf auch Glucose und andere Nährstoffe dem Nährmedium zugegeben werden. Any conventional nutrient medium that contains a carbon source, e.g. carbohydrates such as glucose, hydrolysis products of starch or molasses, a nitrogen source such as urea, ammonium chloride, ammonium nitrate, inorganic salts such as potassium phosphate, magnesium sulfate, calcium chloride and nitrogenous natural substances, is suitable for carrying out the method according to the invention, such as corn steep liquor, yeast extract, meat extract, peptone, casein amino acids, fish extract in suitable proportions. The addition of pantothenic acid, pantothenic acid salts, pantethein, j3-alanine or coenzyme A, vitamin B | or its salts or natural substances containing these substances are used to stabilize the growth of the microorganisms and the fermentation. Guanine or guanosine can be added to the nutrient medium right at the beginning or during cultivation. Particularly large amounts of GDP and GTP are enriched in the cooling liquid if the concentration of inorganic phosphate added to the nutrient medium, calculated as PO 4 , is above 0.4% by weight. The best results are obtained with PCu concentration between 0.4 and 1.6%. During fermentation, glucose and other nutrients can also be added to the nutrient medium as required.
Guanin oder Guanosin, berechnet als Guanin, wird dem Nährmedium in einer Menge von 1 bis 10 mg Guanin pro cm3 zugegeben.Guanine or guanosine, calculated as guanine, is added to the nutrient medium in an amount of 1 to 10 mg guanine per cm 3 .
Die Züchtung wird unter aeroben Bedingungen durchgeführt, z. B. in einer Schüttelkultur oder in einer Submerskultur unter Rühren und Belüften, bei einer Temperatur von 20 bis 400C. Nach einer Züchtungsdauer von 36 bis 120 Stunden haben sich in der Kulturflüssigkeit GDP und GTP angereichert. Die Ausbeute an GDP und GTP kann erhöht werden, wenn der pH-Wert des Nährmediums nach der Zugabe von Guanin oder Guanosin zwischen 7,5 und 5,5 gehalten wird, beispielsweise durch Zugabe eines geeigneten Neutralisationsmittels, wie wäßriger Natronlauge.The cultivation is carried out under aerobic conditions, e.g. B. in a shaking culture or by submerged culture with stirring and aeration, at a temperature of 20 to 40 0 C. After a cultivation period of 36 to 120 hours have accumulated in the culture liquid GDP and GTP. The yield of GDP and GTP can be increased if the pH of the nutrient medium is kept between 7.5 and 5.5 after the addition of guanine or guanosine, for example by adding a suitable neutralizing agent such as aqueous sodium hydroxide solution.
Das in der Kulturflüssigkeit angereicherte GDP und/oder GTP wird nach Beendigung der Züchtung auf an sich bekannte Weise, beispielsweise unter Anwendung einer Ionenaustauscherharzbehandlung, durch Adsorption, Fällung oder Extraktion, abgetrennt.The GDP and / or GTP enriched in the culture liquid is increased after the cultivation has ended in a manner known per se, for example using an ion exchange resin treatment Adsorption, precipitation or extraction, separated.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert. Die darin angegebenen Prozentangaben beziehen sich, wenn nichts anderes angegeben ist, auf das Gewicht.The invention is illustrated in more detail by the following examples. The percentages given therein unless otherwise stated, refer to weight.
Brevibacterium ammoniagenes ATCC 6872 wurde in einem 2% Glucose, 1% Pepton, 1% Hefeextrakt, 0,3% NaCI und 30μg/l Biotin enthaltenden Impfmedium 24 Stunden lang bei 30° C gezüchtet.Brevibacterium ammoniagenes ATCC 6872 was in a 2% glucose, 1% peptone, 1% yeast extract, 0.3% Inoculation medium containing NaCl and 30 μg / l biotin 24 Grown for hours at 30 ° C.
Ein Nährmedium der nachfolgend angegebenen Zusammensetzung wurde mit 10 Vol.-% des erhaltenen Impfmediums beimpft. Die Züchtung wurde als Schüttelkultur bei 30"C durchgeführt.A nutrient medium of the composition given below was obtained with 10% by volume of the Inoculated medium. The cultivation was carried out as a shaking culture at 30 ° C.
Das verwendete Nährmedium hatte die folgende Zusammensetzung:The nutrient medium used had the following composition:
Glucose
Harnstoff
KH2PO4
K2HPO4
MgSO4 ■ 7H2Oglucose
urea
KH 2 PO 4
K 2 HPO 4
MgSO 4 · 7H 2 O
Biotin
CalciumpantothenatBiotin
Calcium pantothenate
100g100 g
6g6g
10 g10 g
10 g 10g 30 μg 2 mg10 g 10g 30 μg 2 mg
IOIO
2020th
Die obigen Substanzen wurden unter Auffüllen auf 1 Liter in Wasser gelöst, und! der pH-Wert des Nährmediums wurde vor der Sterilisation mit NaOH auf 8 0 eingestellt. 20-cm3 Anteile des beimpf ten N ährmed.-urns'wurden in 250-cm3-Erlenmeyferkolben gegeben und zum Züchten verwendet, nachdeni 3 g CaCO3 je 100 cm' Medium hinzugegeben und sie 10 Minuten lang in einem Autoklav unter einem Druck von 1 kg/cm2 sterilisiert worden waren.The above substances were dissolved in water to make up to 1 liter, and! the pH of the nutrient medium was adjusted to 80 with NaOH before sterilization. 20 cm 3 portions of the inoculated nutrient medium were placed in 250 cm 3 Erlenmeyfer flasks and used for cultivation, after which 3 g CaCO 3 per 100 cm medium were added and they were placed in an autoclave under pressure for 10 minutes of 1 kg / cm 2 had been sterilized.
Nach 72stündigem Züchten des auf diese WeiseAfter growing the in this way for 72 hours
beimpften Nährmediums wurde eine solche Mengeinoculated nutrient medium was such an amount
Guanin zugegeben, daß in der Kühlflüssigkeit eineGuanine added that one in the cooling liquid
Guaninkonzentration von 2 mg/cm* erreicht wurde.Guanine concentration of 2 mg / cm * was reached.
Nach weiterem 48stündigem Züchten hatten sich in derAfter another 48 hours of cultivation, the
Kulturflüssigkeit 2,0 mg/cm* GTP (berechnet als freieCulture fluid 2.0 mg / cm * GTP (calculated as free
Säure) gebildet. Nach Zugabe des Guanins wurde derAcid). After adding the guanine, the
oH-Wert durch Zugabe von Natiiumhydroxyd zwischenoH value by adding sodium hydroxide between
neutral und schwach sauer gehalten. Am Ende derkept neutral and slightly acidic. At the end of
Züchtung betrug der pH-Wert 5;B.The pH of the cultivation was 5; B.
Es wurden, nur 0,26 mg/cm3 GTP gebildet, wenn kein Guanin zugegeben wurde und sonst die gleichen Bedingungen herrschen. Der End-pH-Wert betrug inOnly 0.26 mg / cm 3 of GTP were formed if no guanine was added and otherwise the same conditions prevail. The final pH was in
dieseni FaUe;6,2,these FaUe; 6.2,
Das durch Entfernung der Bakterienzellen aus der Kulturflüssigkeit erhaltene Filtrat wurde durch eine Säule mit einem stark basischen Anionenaustauscherharz geleitet, und das GTP wurde mit verdünnter Salzsäure eluiert. Diese Fraktion wurde mit wäßriger Natriumhycjroxydlösung neutralisiert, mit Aktivkohlepulver behandelt, eingeengt und gekühlt, um das Natriumsabi von GTP zu erhalten.This is done by removing the bacterial cells from the The filtrate obtained from culture liquid was passed through a column with a strongly basic anion exchange resin passed and the GTP was eluted with dilute hydrochloric acid. This fraction was with aqueous Sodium hydroxide solution neutralized with activated carbon powder treated, concentrated, and refrigerated to obtain the sodium bi of GTP.
Es wurde Brevibacterium ammoniagenes ATCC 6871 verwendet. 100 g Glucose, 6 g Harnstoff, 6 g KH2PO4, 6g K2HPO4, 6g MgSO4- 7H2O und 5g Hefeextrakt wurden in Wasser unter Auffüllen auf 1 Liter gelöst. Der pH-Wert wurde auf 6,0 eingestellt und die Lösung in Erlenmeyerkolben gegossen. CaC03 wurde in einer Menge von 3 g/100 cm3 Lösung zugegeben, und dann wurde in einem Autoklav unter einem Druck vonBrevibacterium ammoniagenes ATCC 6871 was used. 100 g glucose, 6 g urea, 6 g KH 2 PO 4 , 6 g K 2 HPO 4 , 6 g MgSO 4 - 7H 2 O and 5 g yeast extract were dissolved in water while making up to 1 liter. The pH was adjusted to 6.0 and the solution poured into Erlenmeyer flasks. CaCO 3 was added in an amount of 3 g / 100 cm 3 of the solution, and then it was stirred in an autoclave under a pressure of
1 kg/cm2 10 Minuten sterilisiert. Das auf diese Weise erhaltene Medium wird als Nährmedium verwendet.1 kg / cm 2 sterilized for 10 minutes. The medium obtained in this way is used as a nutrient medium.
Nach 72stündigem Züchten wurde eine solche Menge Guanin zugegeben, daß eine Guaninkonzentration vonAfter 72 hours of cultivation, such an amount of guanine was added that a guanine concentration of
2 mg/cm3 erreicht wurde. Nach der Zugabe des Guanins wurde weitere 24 Stunden lang gezüchtet. Es wurden2 mg / cm 3 was reached. After the addition of the guanine, cultivation was continued for 24 hours. There were
) 0,57 mg/cm3 GTP und etwas G DP gebildet.) 0.57 mg / cm 3 GTP and some G DP formed.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5752063 | 1963-10-30 | ||
JP6322963 | 1963-11-27 | ||
DEK0062339 | 1964-10-27 |
Publications (1)
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DE1642706C3 true DE1642706C3 (en) | 1977-08-04 |
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